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PNAS:CRISPR协助细胞对抗HIV

2015/12/18 来源:生物通
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导读
杜克大学的Bryan R. Culle领导研究团队在CRISPR/Cas9的基础上构建了转录激活子,成功让人类细胞表达了自己缺乏的限制因子(A3G和A3B)。这项研究发表在十二月十四日的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。


宿主细胞在面对病毒感染的时候,会表达一系列对抗病毒的蛋白,这些蛋白被称为宿主限制因子。哺乳动物细胞编码的限制因子,可以限制HIV-1和其他病毒的复制。不过,被病毒感染的细胞往往不表达这样的限制因子。人们普遍认为,诱导宿主限制因子的表达是抑制病毒复制的一个潜在途径。

杜克大学的Bryan R. Culle领导研究团队在CRISPR/Cas9的基础上构建了转录激活子,成功让人类细胞表达了自己缺乏的限制因子(A3G和A3B)。这项研究发表在十二月十四日的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。

细菌一直在与病毒或入侵核酸进行斗争,为此它们演化出了多种防御机制,CRISPR/Cas适应性免疫系统就是其中之一。规律成簇的间隔短回文重复CRISPR与内切酶Cas9的组合,可以在引导RNA的指引下,靶标并切割入侵者的遗传物质。2012年研究者们利用这一特点,将CRISPR系统发展成了强大的基因组编辑工具。该系统使用简单而且扩展性强,很快便成为了生物学领域的香饽饽。

除了基因组编辑以来,CRISPR系统还有更为广泛的应用。举例来说,失去剪切活性的Cas9可以与转录激活结构域相连,将其招募到特定启动子并促进基因表达。不过一开始CRISPR激活转录的效果并不强,需要使用多个启动子特异性的sgRNA。最近人们终于用一个sgRNA招募了多个转录激活结构域,有效诱导了目的基因的表达。(延伸阅读:张锋Nature发表重要突破:用 CRISPR启动基因)

研究人员发现,诱导A3G或 A3B高水平表达需要使用两个sgRNA。这两种限制因子都能阻断Vif缺陷型HIV-1的复制,但只有A3B能抑制野生型HIV-1传染性。因为 A3G会被HIV-1的Vif蛋白降解,而A3B能够抵抗Vif。

研究表明,基于CRISPR的转录激活子可以有效激活调控病毒复制的人类基因。人们可以用它们在基因组中筛选能够影响病毒复制的内源基因。如果找到有效的递送途径,这一技术还有望用于临床治疗。

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